JP7447185B2 - Composite material structure manufacturing device and composite material structure manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、複合材構造体の製造装置及び複合材構造体の製造方法に関するものである。 The present disclosure relates to a composite material structure manufacturing apparatus and a composite material structure manufacturing method.
樹脂と繊維とが複合する複合材で形成された部品を製造する方法として、所定の形状に賦形した繊維基材に対して樹脂を含浸させて、繊維基材に含浸した樹脂を硬化させる方法が知られている。この方法では、繊維基材をバッグやカウルプレートを覆い、バッグやカウルプレートで覆った繊維基材に対して樹脂を供給するとともに、繊維基材が配置されている空間の気体を排出(真空吸引)することで繊維基材を加圧し樹脂を含浸させる。 A method for manufacturing parts made of a composite material of resin and fiber is to impregnate a fiber base material shaped into a predetermined shape with resin, and then harden the resin impregnated into the fiber base material. It has been known. In this method, the fiber base material is covered with a bag or cowl plate, and resin is supplied to the fiber base material covered with the bag or cowl plate, and the gas in the space where the fiber base material is placed is exhausted (vacuum suction ) to pressurize the fiber base material and impregnate it with resin.
しかしながら、アンダーカット形状を有する部品や湾曲部を有する部品等を製造する場合、繊維基材をバッグで覆うとブリッジングが発生してしまい繊維基材を好適に加圧することができない可能性がある。また、カウルプレートで繊維基材を覆う場合には、カウルプレートを繊維基材になつかせようとすると繊維の引きずりが発生してしまう。このような問題を解決するために、繊維基材に断面が略三角形状の圧子を用いて、圧子を介して間接的に加圧する方法が知られている(例えば、特許文献1)。 However, when manufacturing parts with undercut shapes or curved parts, if the fiber base material is covered with a bag, bridging may occur and the fiber base material may not be able to be properly pressurized. . Furthermore, when covering a fiber base material with a cowl plate, when trying to attach the cowl plate to the fiber base material, the fibers will be dragged. In order to solve such problems, a method is known in which an indenter having a substantially triangular cross section is used on the fiber base material and pressure is applied indirectly via the indenter (for example, Patent Document 1).
特許文献1には、コンポーネント32をバキュームフィルム10で覆い、断面が略三角形状であって中空状のマンドレル78を介して間接的にコンポーネント32を加圧する方法が記載されている。 Patent Document 1 describes a method in which a component 32 is covered with a vacuum film 10 and pressure is applied indirectly to the component 32 via a hollow mandrel 78 having a substantially triangular cross section.
三角形状の圧子を用いる場合には、圧子と接触する繊維基材の面は、直接真空吸引することはできない。したがって、圧子と接触する繊維基材の部分に含まれる気体(例えば、空気や揮発ガス)は、繊維基材内を伝って排出部へ導かれることとなる。この場合には、気体の流通経路の途中部分に樹脂が含浸してしまうと、当該部分で気体の流通が遮られることとなり、遮られた気体が排出部から排出されず繊維基材に残留してしまう場合がある。繊維基材に気体が残留してしまうと、当該部分に樹脂が含浸されないことから、完成後の部品の品質が低下する可能性があった。 When using a triangular indenter, the surface of the fiber base material that comes into contact with the indenter cannot be vacuumed directly. Therefore, the gas (for example, air or volatile gas) contained in the portion of the fiber base material that comes into contact with the indenter is guided to the discharge section through the inside of the fiber base material. In this case, if the resin impregnates the middle part of the gas flow path, the gas flow will be blocked at that part, and the blocked gas will not be discharged from the discharge part and will remain in the fiber base material. There are cases where this happens. If gas remains in the fiber base material, the resin will not be impregnated into the relevant portion, which may lead to a decrease in the quality of the completed part.
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、製造される複合材構造体の品質を向上させることができる複合材構造体の製造装置及び複合材構造体の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of these circumstances, and provides a composite material structure manufacturing apparatus and a composite material structure manufacturing method that can improve the quality of the manufactured composite material structure. The purpose is to
上記課題を解決するために、本開示の複合材構造体の製造装置及び複合材構造体の製造方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る複合材構造体の製造装置は、所定の形状に賦形された繊維基材に対して樹脂を含浸させることで複合材構造体を製造する複合材構造体の製造装置であって、内部に空間が形成され、該空間に設けられた前記繊維基材を覆う被覆部と、前記繊維基材に対して樹脂を供給する供給部と、前記被覆部に形成された排出孔を介して前記空間から気体を排出する排出部と、前記空間であって前記被覆部と前記繊維基材との間に設けられ、前記排出部から気体が排出されることで前記繊維基材を加圧する治具と、を備え、前記治具は、前記繊維基材と対向する繊維基材対向面と、前記被覆部と対向する被覆部対向面とを有し、前記繊維基材対向面と前記被覆部対向面とを繋ぐ貫通孔が形成されている。
In order to solve the above problems, the composite material structure manufacturing apparatus and the composite material structure manufacturing method of the present disclosure employ the following means.
A composite material structure manufacturing apparatus according to one aspect of the present disclosure is a composite material structure manufacturing apparatus that manufactures a composite material structure by impregnating a fiber base material shaped into a predetermined shape with a resin. A space is formed inside, a covering part provided in the space and covering the fiber base material, a supply part supplying resin to the fiber base material, and a discharge formed in the covering part. a discharge part for discharging gas from the space through a hole; and a discharge part provided in the space between the covering part and the fiber base material, and the discharge part discharging gas from the fiber base material. a jig for pressurizing the fiber base material, the jig has a fiber base material facing surface facing the fiber base material, a covering part facing surface facing the covering part, and the fiber base material facing surface A through hole is formed that connects the surface facing the covering portion.
本開示の一態様に係る複合材構造体の製造方法は、所定の形状に賦形された繊維基材に対して樹脂を含浸させることで複合材構造体を製造する複合材構造体の製造装置を用いた複合材構造体の製造方法であって、前記製造装置は、内部に空間が形成され、該空間に設けられた前記繊維基材を覆う被覆部と、前記繊維基材に対して樹脂を供給する供給部と、前記被覆部に形成された排出孔を介して前記空間から気体を排出する排出部と、前記空間であって前記被覆部と前記繊維基材との間に設けられ、前記排出部から気体が排出されることで前記繊維基材を加圧する治具と、を備え、前記治具は、前記繊維基材と対向する繊維基材対向面と、前記被覆部と対向する被覆部対向面とを有し、前記繊維基材対向面と前記被覆部対向面とを繋ぐ貫通孔が形成されていて、前記貫通孔を介して前記排出部から気体を排出する工程を備える。 A method for manufacturing a composite material structure according to one aspect of the present disclosure includes a manufacturing device for a composite material structure that manufactures a composite material structure by impregnating a fiber base material shaped into a predetermined shape with a resin. A method for manufacturing a composite material structure using a method, wherein the manufacturing apparatus includes a space formed inside, a coating part provided in the space that covers the fiber base material, and a resin material for the fiber base material. a supply section that supplies gas, a discharge section that discharges gas from the space through a discharge hole formed in the covering section, and a discharge section that is provided in the space between the covering section and the fiber base material, a jig that pressurizes the fiber base material by discharging gas from the discharge part, and the jig has a fiber base material facing surface facing the fiber base material and facing the covering part. A through hole is formed to connect the fiber base material facing surface and the covering portion facing surface, and a step of exhausting gas from the discharge portion via the through hole is provided.
本開示によれば、製造される複合材構造体の品質を向上させることができる。 According to the present disclosure, the quality of a manufactured composite material structure can be improved.
以下に、本開示に係る複合材構造体の製造装置及び複合材構造体の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a composite material structure manufacturing apparatus and a composite material structure manufacturing method according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
以下、本開示の第1実施形態について、図1から図3を用いて説明する。
本実施形態に係る製造装置10は、複合材で形成された航空機部品(例えば、ストリンガ、スパー、フレーム、リブ等)を製造する際に用いられる。複合材の例として、例えば、樹脂と炭素繊維とが複合した炭素繊維強化プラスチック(CFRP)が挙げられる。なお、本実施形態に係る製造装置10が製造する部品は、航空機部品に限定されない。例えば、宇宙機器や自動車や風力発電機器等に用いられる部品であってもよい。また、以下の説明では、製造装置10によって製造される製品を「複合材構造体1」と称する。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present disclosure will be described using FIGS. 1 to 3.
The manufacturing apparatus 10 according to this embodiment is used when manufacturing aircraft parts (for example, stringers, spars, frames, ribs, etc.) made of composite materials. An example of a composite material is carbon fiber reinforced plastic (CFRP), which is a composite of resin and carbon fiber. Note that the parts manufactured by the manufacturing apparatus 10 according to this embodiment are not limited to aircraft parts. For example, it may be a part used in space equipment, automobiles, wind power generation equipment, etc. Furthermore, in the following description, the product manufactured by the manufacturing apparatus 10 will be referred to as a "composite material structure 1."
本実施形態に係る製造装置は、所望の形状に賦形された炭素繊維の基材(以下、「繊維基材2」と称する。)に対して液状の樹脂を含浸させて、繊維基材2に含浸した状態の樹脂を硬化させることで複合材構造体1を製造する装置である。 The manufacturing apparatus according to the present embodiment impregnates a carbon fiber base material shaped into a desired shape (hereinafter referred to as "fiber base material 2") with a liquid resin. This is an apparatus for manufacturing a composite material structure 1 by curing a resin impregnated with a resin.
本実施形態に係る複合材構造体1は、所定方向(図1等では紙面奥行方向)に延在する長尺状の部材である。複合材構造体1は、例えば、長手方向の長さが5m~10m程度とされている。複合材構造体1は、図1に示すように、長手方向(図1等では紙面奥行方向)に直交する面で切断した際の断面(以下、単に「断面」と称する)の形状が、いわゆるハット形状を為している。 The composite material structure 1 according to the present embodiment is an elongated member extending in a predetermined direction (the depth direction in FIG. 1 and the like). The composite material structure 1 has a longitudinal length of, for example, about 5 m to 10 m. As shown in FIG. 1, the composite material structure 1 has a cross-sectional shape (hereinafter simply referred to as a "cross-section") when cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction (the depth direction in FIG. 1, etc.). It has a hat shape.
繊維基材2は、複合材構造体1と略同一の形状を為している。すなわち、繊維基材2は、断面の形状がハット形状を為している。詳細には、繊維基材2は、図1に示すように、幅方向(図1等では左右方向)へ延びる一対のフランジ部2aと、各フランジ部2aの内側端部から上方へ延びる一対のウェブ部2bと、一対のウェブ部2bの内側端部同士を連結するキャップ部2cと、を有している。フランジ部2aとウェブ部2bとは、湾曲部を介して接続されている。また、ウェブ部2bとキャップ部2cとは、湾曲部を介して接続されている。 The fiber base material 2 has substantially the same shape as the composite material structure 1. That is, the fiber base material 2 has a hat-shaped cross section. In detail, as shown in FIG. 1, the fiber base material 2 includes a pair of flange portions 2a extending in the width direction (left-right direction in FIG. 1 etc.) and a pair of flange portions 2a extending upward from the inner end of each flange portion 2a. It has a web part 2b and a cap part 2c that connects the inner ends of the pair of web parts 2b. The flange portion 2a and the web portion 2b are connected via a curved portion. Further, the web portion 2b and the cap portion 2c are connected via a curved portion.
繊維基材2は、断面の形状が、長手方向の略全域で同様の形状とされている。なお、図1等では図示の関係上、繊維体の一部のみを図示している。また、繊維基材及び複合材構造体の形状は一例であって、これに限定されない。 The fiber base material 2 has a cross-sectional shape that is substantially the same over the entire longitudinal direction. In addition, in FIG. 1 etc., only a part of the fibrous body is illustrated for the sake of illustration. Further, the shapes of the fiber base material and the composite material structure are merely examples, and are not limited thereto.
製造装置10は、繊維基材2が載置される型11と、繊維基材2及び繊維基材2が載置されている型11を上方から覆うカウルプレート(被覆部)12と、繊維基材2と当接する三角圧子(治具)13と、繊維基材2に対して樹脂を供給する供給部14と、カウルプレート12に覆われた空間から気体を排出する排出部15と、を備えている。 The manufacturing apparatus 10 includes a mold 11 on which the fiber base material 2 is placed, a cowl plate (covering part) 12 that covers the fiber base material 2 and the mold 11 on which the fiber base material 2 is placed from above, and a fiber base material 2. It includes a triangular indenter (jig) 13 that comes into contact with the material 2, a supply section 14 that supplies resin to the fiber base material 2, and a discharge section 15 that discharges gas from the space covered by the cowl plate 12. ing.
型11は、載置面に繊維基材2が載置される。載置面の断面形状は、繊維基材2の形状に対応している。型11は、フランジ部2aと接触する第1部分11aと、ウェブ部2bと接触する第2部分11bと、キャップ部2cと接触する第3部分11cと、を一体的に有する。なお、型11と繊維基材2とは直接接触してもよく、何らかの部材を介して接触してもよい。なお、型11の材質は金属でもよく、木材でもよく、樹脂材料であってもよい。 In the mold 11, the fiber base material 2 is placed on the placement surface. The cross-sectional shape of the mounting surface corresponds to the shape of the fiber base material 2. The mold 11 integrally includes a first portion 11a that contacts the flange portion 2a, a second portion 11b that contacts the web portion 2b, and a third portion 11c that contacts the cap portion 2c. Note that the mold 11 and the fiber base material 2 may be in direct contact with each other or may be in contact with each other through some kind of member. Note that the material of the mold 11 may be metal, wood, or resin material.
第2部分11bは、背面(繊維基材2が載置される面(載置面)とは反対側の面)から載置面に向かって樹脂を供給する供給部14が複数設けられている。複数の供給部14は、上下方向に沿って所定の間隔で並んで配置されている。また、複数の供給部14は、型11の長手方向(紙面奥行方向)に沿って所定の間隔で並んで配置されている。各供給部14は、液状の樹脂を繊維基材2に供給する。 The second portion 11b is provided with a plurality of supply units 14 that supply resin from the back surface (the surface opposite to the surface on which the fiber base material 2 is placed (placement surface)) toward the placement surface. . The plurality of supply units 14 are arranged in line at predetermined intervals along the vertical direction. Further, the plurality of supply units 14 are arranged side by side at predetermined intervals along the longitudinal direction of the mold 11 (the depth direction of the drawing). Each supply unit 14 supplies liquid resin to the fiber base material 2 .
また、第3部分11cは、下面(繊維基材2が載置される面(載置面)とは反対側の面)から載置面に向かって樹脂を供給する供給部14が複数設けられている。複数の供給部14は、左右方向に沿って所定の間隔で並んで配置されている。また、複数の供給部14は、型11の長手方向(紙面奥行方向)に沿って所定の間隔で並んで配置されている。各供給部14は、液状の樹脂を繊維基材2に供給する。 Further, the third portion 11c is provided with a plurality of supply units 14 that supply resin from the lower surface (the surface opposite to the surface on which the fiber base material 2 is placed (placing surface)) toward the placement surface. ing. The plurality of supply units 14 are arranged side by side at predetermined intervals along the left-right direction. Further, the plurality of supply units 14 are arranged side by side at predetermined intervals along the longitudinal direction of the mold 11 (the depth direction of the drawing). Each supply unit 14 supplies liquid resin to the fiber base material 2 .
カウルプレート12は、板状の部材である。カウルプレート12は、型11に載置された繊維基材2及び繊維基材2と当接する三角圧子13を上方から覆っている。カウルプレート12は、内部に空間が形成されている。カウルプレート12の内部に形成される空間には、繊維基材2及び三角圧子13が設けられている。カウルプレート12は、空間に設けられた繊維基材2及び三角圧子13を覆っている。 The cowl plate 12 is a plate-shaped member. The cowl plate 12 covers the fiber base material 2 placed on the mold 11 and the triangular indenter 13 that comes into contact with the fiber base material 2 from above. The cowl plate 12 has a space formed inside. A fiber base material 2 and a triangular indenter 13 are provided in a space formed inside the cowl plate 12. The cowl plate 12 covers the fiber base material 2 and the triangular indenter 13 provided in the space.
カウルプレート12は、型11の第1部分11aと対向する第1プレート部12aと、三角圧子13のカウルプレート対向面13cと対向する第2プレート部12bと、型11の第3部分11cと対向する第3プレート部12cと、第1プレート部12aと第2プレート部12bとを接続する段部12dと、を一体的に有している。第2プレート部12bと第3プレート部12cとは、湾曲部を介して接続されている。
カウルプレート12の内周面には、カウルプレート通気シート20が設けられている。カウルプレート通気シート20は、内周面と面接触している。詳細には、カウルプレート通気シート20は、第2プレート部12b、第3プレート部12c及び段部12dの一部の内周面と面接触している。カウルプレート通気シート20は、排出孔15cを内側から覆っている。カウルプレート通気シート20は、シート状の部材である。カウルプレート通気シート20は、樹脂を遮るとともに気体を通過させる。カウルプレート通気シート20の端部は、シールテープ22によってシールされている。
また、カウルプレート12の第3プレート部12cと、繊維基材2のキャップ部2cとの間には、カウルプレート離型シート21が設けられている。カウルプレート離型シート21は、カウルプレート12と繊維基材2とを離型し易くしている。
The cowl plate 12 includes a first plate portion 12a facing the first portion 11a of the mold 11, a second plate portion 12b facing the cowl plate facing surface 13c of the triangular indenter 13, and a third portion 11c facing the mold 11. It integrally includes a third plate portion 12c and a step portion 12d that connects the first plate portion 12a and the second plate portion 12b. The second plate portion 12b and the third plate portion 12c are connected via a curved portion.
A cowl plate ventilation sheet 20 is provided on the inner peripheral surface of the cowl plate 12. The cowl plate ventilation sheet 20 is in surface contact with the inner peripheral surface. Specifically, the cowl plate ventilation sheet 20 is in surface contact with the inner peripheral surfaces of a portion of the second plate portion 12b, the third plate portion 12c, and the step portion 12d. The cowl plate ventilation sheet 20 covers the discharge hole 15c from the inside. The cowl plate ventilation sheet 20 is a sheet-like member. The cowl plate ventilation sheet 20 blocks resin and allows gas to pass through. The ends of the cowl plate ventilation sheet 20 are sealed with a seal tape 22.
Further, a cowl plate release sheet 21 is provided between the third plate portion 12c of the cowl plate 12 and the cap portion 2c of the fiber base material 2. The cowl plate release sheet 21 makes it easy to release the cowl plate 12 and the fiber base material 2 from the mold.
カウルプレート12には、排出部15が設けられている。詳細には、カウルプレート12の第2プレート部12bには、排出部15が設けられている。第2プレート部12bには、カウルプレート12を板厚方向に貫通する排出孔15cが形成されている。排出部15は、排出孔15cを介して気体(例えば、空気や揮発ガス)を排出する。排出孔15cは、上下方向において、第2プレート部12bの略中央に設けられている。また、排出孔15cは、上下方向において、後述する三角圧子13に形成された第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eとの間に設けられている。 The cowl plate 12 is provided with a discharge section 15. Specifically, the second plate portion 12b of the cowl plate 12 is provided with a discharge portion 15. A discharge hole 15c that penetrates the cowl plate 12 in the thickness direction is formed in the second plate portion 12b. The discharge section 15 discharges gas (for example, air or volatile gas) through the discharge hole 15c. The discharge hole 15c is provided approximately at the center of the second plate portion 12b in the vertical direction. Further, the discharge hole 15c is provided between a first through hole 13d and a second through hole 13e formed in the triangular indenter 13, which will be described later, in the vertical direction.
排出部15は、排出孔15cを介してカウルプレート12の内部に形成された空間から気体を排出する。排出部15は、第2プレート部12bに形成された貫通孔に挿入される排出管15aと、排出管15aとカウルプレート12との間をシールするシール部15bと、を有している。排出管15aの一端はカウルプレート12の内側の空間に開口している。排出管15aの他端は、カウルプレート12の外側の空間に開口している。シール部15bは、カウルプレート12の外周面に設けられている。 The exhaust part 15 exhausts gas from the space formed inside the cowl plate 12 via the exhaust hole 15c. The discharge part 15 has a discharge pipe 15a inserted into a through hole formed in the second plate part 12b, and a seal part 15b that seals between the discharge pipe 15a and the cowl plate 12. One end of the discharge pipe 15a opens into the space inside the cowl plate 12. The other end of the discharge pipe 15a opens into a space outside the cowl plate 12. The seal portion 15b is provided on the outer peripheral surface of the cowl plate 12.
三角圧子13は、中実の部材であって、所定方向(図1等では紙面奥行方向)に延在する長尺状の部材である。三角圧子13は、長手方向の断面(長手方向と直交する面で切断した際の断面)が略三角形状の部材である。三角圧子13は、カウルプレート12によって形成された空間に設けられている。三角圧子13は、カウルプレート12と繊維基材2との間に設けられている。三角圧子13は、排出部15から気体が排出されることで繊維基材2を加圧する。詳細には、繊維基材2を型11に押し付けるように加圧する。 The triangular indenter 13 is a solid member, and is an elongated member extending in a predetermined direction (the depth direction in FIG. 1 and the like). The triangular indenter 13 is a member having a substantially triangular cross section in the longitudinal direction (a cross section taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction). The triangular indenter 13 is provided in a space formed by the cowl plate 12. The triangular indenter 13 is provided between the cowl plate 12 and the fiber base material 2. The triangular indenter 13 pressurizes the fiber base material 2 by discharging gas from the discharge portion 15 . Specifically, the fiber base material 2 is pressed against the mold 11.
三角圧子13は、フランジ部2aの内周面と対向及び接触するフランジ部対向面13aと、ウェブ部2bの内周面と対向及び接触するウェブ部対向面(繊維基材対向面)13bと、カウルプレート12の内周面と対向及び接触するカウルプレート対向面(被覆部対向面)13cと、を有する。ウェブ部対向面13bは、フランジ部対向面13aの端部から略直角に湾曲して延在している。 The triangular indenter 13 has a flange part facing surface 13a that faces and contacts the inner peripheral surface of the flange part 2a, and a web part facing surface (fiber base material facing surface) 13b that faces and contacts the inner peripheral surface of the web part 2b. It has a cowl plate facing surface (covering portion facing surface) 13c that faces and contacts the inner circumferential surface of the cowl plate 12. The web portion facing surface 13b extends in a curved manner at a substantially right angle from the end of the flange portion facing surface 13a.
三角圧子13は、ウェブ部対向面13bとカウルプレート対向面13cとを繋ぐ第1貫通孔(貫通孔)13d及び第2貫通孔(貫通孔)13eが形成されている。第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eは、上下方向に所定の間隔で並んで配置されている。第1貫通孔13dは、カウルプレート12に形成された排出孔15cよりも上方に設けられている。第2貫通孔13eは、カウルプレート12に形成された排出孔15cよりも下方に設けられている。第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eは、直線状に形成されている。
また、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eは、各々、長手方向(紙面奥行方向)に所定の間隔で並んで配置されている。
The triangular indenter 13 has a first through hole (through hole) 13d and a second through hole (through hole) 13e that connect the web portion facing surface 13b and the cowl plate facing surface 13c. The first through hole 13d and the second through hole 13e are arranged side by side at a predetermined interval in the vertical direction. The first through hole 13d is provided above the discharge hole 15c formed in the cowl plate 12. The second through hole 13e is provided below the discharge hole 15c formed in the cowl plate 12. The first through hole 13d and the second through hole 13e are formed in a straight line.
Further, the first through hole 13d and the second through hole 13e are each arranged in line at a predetermined interval in the longitudinal direction (the depth direction of the page).
三角圧子13のウェブ部対向面13bと、繊維基材2のウェブ部2bとの間には、入口側通気シート(通気部)16及び入口側離型シート17が設けられている。詳細には、三角圧子13のウェブ部対向面13bと、繊維基材2のウェブ部2bとの間には、三角圧子13側から順番に、入口側通気シート16及び入口側離型シート17が順番に設けられている。三角圧子13と繊維基材2とは、入口側通気シート16及び入口側離型シート17を介して接触している。 An entrance side ventilation sheet (ventilation section) 16 and an entrance side release sheet 17 are provided between the web section facing surface 13b of the triangular indenter 13 and the web section 2b of the fiber base material 2. Specifically, between the web portion facing surface 13b of the triangular indenter 13 and the web portion 2b of the fiber base material 2, an inlet side ventilation sheet 16 and an inlet side release sheet 17 are arranged in order from the triangular indenter 13 side. are arranged in order. The triangular indenter 13 and the fiber base material 2 are in contact with each other via an inlet side ventilation sheet 16 and an inlet side release sheet 17.
入口側通気シート16は、シート状の部材である。入口側通気シート16は、樹脂を遮るとともに気体を通過させる。入口側通気シート16は、三角圧子13のウェブ部対向面13bと面接触している。入口側通気シート16は、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eの入口(繊維基材2側の端部に形成された開口)を覆っている。また、入口側通気シート16の上端及び下端には、シールテープ16aが設けられている。シールテープ16aは、入口側通気シート16の上端及び下端と三角圧子13との間に樹脂が入り込まないように、シールしている。
入口側離型シート17は、孔のあいた離型シート(または、離型フィルム)であって、繊維基材2と三角圧子13とを離型し易くしている。入口側離型シート17は、入口側通気シート16よりも大きい。
The inlet side ventilation sheet 16 is a sheet-like member. The inlet side ventilation sheet 16 blocks resin and allows gas to pass through. The inlet side ventilation sheet 16 is in surface contact with the web portion facing surface 13b of the triangular indenter 13. The entrance side ventilation sheet 16 covers the entrances (openings formed at the ends on the fiber base material 2 side) of the first through hole 13d and the second through hole 13e. Furthermore, seal tapes 16a are provided at the upper and lower ends of the inlet side ventilation sheet 16. The seal tape 16a seals the space between the upper and lower ends of the inlet ventilation sheet 16 and the triangular indenter 13 so that resin does not enter therebetween.
The entrance side mold release sheet 17 is a perforated mold release sheet (or mold release film), and facilitates mold release of the fiber base material 2 and the triangular indenter 13. The entrance side release sheet 17 is larger than the entrance side ventilation sheet 16.
三角圧子13のカウルプレート対向面13cと、カウルプレート12の第2プレート部12bの内周面(詳細には、第2プレート部12bの内周面に設けられたカウルプレート通気シート20)との間には、出口側通気シート18及び出口側離型シート19が設けられている。具体的には、三角圧子13側から順番に、出口側通気シート18及び出口側離型シート19が順番に設けられている。三角圧子13とカウルプレート12とは、出口側通気シート18及び出口側離型シート19を介して接触している。 The cowl plate facing surface 13c of the triangular indenter 13 and the inner circumferential surface of the second plate portion 12b of the cowl plate 12 (specifically, the cowl plate ventilation sheet 20 provided on the inner circumferential surface of the second plate portion 12b) An outlet side ventilation sheet 18 and an outlet side release sheet 19 are provided between them. Specifically, an outlet side ventilation sheet 18 and an outlet side release sheet 19 are provided in order from the triangular indenter 13 side. The triangular indenter 13 and the cowl plate 12 are in contact with each other via an outlet side ventilation sheet 18 and an outlet side release sheet 19.
出口側通気シート18は、シート状の部材である。出口側通気シート18は、樹脂を遮るとともに気体を通過させる。出口側通気シート18は、三角圧子13のカウルプレート対向面13cと面接触している。出口側通気シート18は、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eの出口(カウルプレート12側の端部に形成された開口)を覆っている。また、出口側通気シート18の上端及び下端には、シールテープ18aが設けられている。シールテープ18aは、出口側通気シート18の上端及び下端と三角圧子13との間に樹脂が入り込まないように、シールしている。
出口側離型シート19は、孔のあいた離型シート(または、離型フィルム)であって、三角圧子13とカウルプレート12とを離型し易くしている。出口側離型シート19は、出口側通気シート18よりも大きい。
The outlet side ventilation sheet 18 is a sheet-like member. The outlet side ventilation sheet 18 blocks the resin and allows gas to pass through. The outlet side ventilation sheet 18 is in surface contact with the cowl plate facing surface 13c of the triangular indenter 13. The exit side ventilation sheet 18 covers the exits (openings formed at the ends on the cowl plate 12 side) of the first through hole 13d and the second through hole 13e. Furthermore, seal tapes 18a are provided at the upper and lower ends of the outlet side ventilation sheet 18. The seal tape 18a seals the space between the upper and lower ends of the outlet side ventilation sheet 18 and the triangular indenter 13 so that resin does not enter therebetween.
The exit-side release sheet 19 is a perforated release sheet (or release film) that facilitates the release of the triangular indenter 13 and cowl plate 12 from the mold. The outlet side release sheet 19 is larger than the outlet side ventilation sheet 18.
次に、製造装置を用いた複合材構造体の製造方法について説明する。
本実施形態では、RTM(Resin Transfer Molding)成形、もしくは、VaRTM(Vacuum assisted Resin Transfer Molding)成形を行って複合材構造体を製造する。
まず、炭素繊維の織物を所定の形状に裁断し、裁断した炭素繊維の織物を積層する。積層した状態の炭素繊維の織物を型に押し付けることで所望の形状(本実施形態では断面がハット形状の長尺部材)の繊維基材2を製造する。
Next, a method for manufacturing a composite material structure using the manufacturing apparatus will be described.
In this embodiment, a composite material structure is manufactured by RTM (Resin Transfer Molding) molding or VaRTM (Vacuum assisted Resin Transfer Molding) molding.
First, a carbon fiber fabric is cut into a predetermined shape, and the cut carbon fiber fabrics are laminated. A fiber base material 2 having a desired shape (in this embodiment, a long member having a hat-shaped cross section) is manufactured by pressing the laminated carbon fiber fabric against a mold.
次に、繊維基材2を型11に載置する。繊維基材2を型11に載置すると、次に三角圧子13を所定の位置に配置する。なお、繊維基材2及び三角圧子13を配置する際には、必要に応じて、各種通気シート、離型シート及びシールテープを所定の位置に配置する。三角圧子13を所定の位置に配置すると、次に、繊維基材2及び三角圧子13をカウルプレート12で上方から覆う。このようにして、各部品を所定の位置に配置する。 Next, the fiber base material 2 is placed on the mold 11. When the fiber base material 2 is placed on the mold 11, the triangular indenter 13 is then placed in a predetermined position. In addition, when arranging the fiber base material 2 and the triangular indenter 13, various ventilation sheets, mold release sheets, and seal tapes are arranged at predetermined positions as necessary. After the triangular indenter 13 is placed at a predetermined position, the fiber base material 2 and the triangular indenter 13 are then covered with the cowl plate 12 from above. In this way, each component is placed in a predetermined position.
次に、供給部14から繊維基材2に液状の樹脂を供給するとともに、排出部15からカウルプレート12と型11とで規定された空間から気体を排出する。これにより、繊維基材2に含まれる気体が繊維基材2の外部へ吸い出されるとともに、繊維基材2の内部に樹脂が流入する。このようにして、繊維基材2に樹脂が含浸する。なお、繊維基材2のうち、三角圧子13と接触している部分(特に、ウェブ部2bの上下方向の略中央領域)に含まれる気体は、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eを通過して、排出部15から排出される。 Next, liquid resin is supplied from the supply section 14 to the fiber base material 2, and gas is discharged from the space defined by the cowl plate 12 and the mold 11 from the discharge section 15. As a result, the gas contained in the fiber base material 2 is sucked out to the outside of the fiber base material 2, and the resin flows into the inside of the fiber base material 2. In this way, the fiber base material 2 is impregnated with the resin. Note that the gas contained in the portion of the fiber base material 2 that is in contact with the triangular indenter 13 (particularly, the approximately central region in the vertical direction of the web portion 2b) passes through the first through hole 13d and the second through hole 13e. It passes through and is discharged from the discharge section 15.
繊維基材2に樹脂が含浸すると、次に、樹脂を硬化させる。樹脂を硬化させることで、複合材構造体1が完成する。次に、カウルプレート12を取り外すとともに、複合材構造体1から三角圧子13を取り外す。最後に、型11から複合材構造体1を取り外す。
本実施形態では、このようにして複合材構造体1を製造する。
Once the fiber base material 2 is impregnated with the resin, the resin is then cured. By curing the resin, the composite material structure 1 is completed. Next, the cowl plate 12 is removed, and the triangular indenter 13 is removed from the composite material structure 1. Finally, the composite material structure 1 is removed from the mold 11.
In this embodiment, the composite material structure 1 is manufactured in this manner.
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、三角圧子13にウェブ部対向面13bとカウルプレート対向面13cとを繋ぐ第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eが形成されている。これにより、排出部15から気体を排出する際に、三角圧子13と繊維基材2との間の気体や三角圧子13と接触する繊維基材2の部分が含む気体が第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eを介して排出部15まで流通し排出部15から排出することができる。これにより、繊維基材2(特に、三角圧子13と対向する部分)に好適に樹脂を含浸させることができる。したがって、製造される複合材構造体1の品質を向上させることができる。
According to this embodiment, the following effects are achieved.
In this embodiment, the triangular indenter 13 is formed with a first through hole 13d and a second through hole 13e that connect the web portion facing surface 13b and the cowl plate facing surface 13c. As a result, when gas is discharged from the discharge part 15, the gas between the triangular indenter 13 and the fiber base material 2 and the gas contained in the portion of the fiber base material 2 that contacts the triangular indenter 13 are transferred to the first through hole 13d and It can flow to the discharge section 15 through the second through hole 13e and be discharged from the discharge section 15. Thereby, the fiber base material 2 (particularly the portion facing the triangular indenter 13) can be suitably impregnated with the resin. Therefore, the quality of the manufactured composite material structure 1 can be improved.
なお、三角圧子と接触する繊維基材の部分が含む気体を排出する方法として、三角圧子を中空状とし、気体のみを透過させ樹脂を遮断する通気シートを中空状の三角圧子に巻き付け、一旦気体を中空状の三角圧子内に流入させ、三角圧子の内部の気体を吸引することで、気体を排出する方法も考えられる。しかしながら、この方法は、中空の三角圧子の内部の気体をバッグフィルムやカウルプレートの外部まで吸引することが難しく、構造が複雑化する可能性があった。特に、繊維基材をカウルプレートで覆う場合には、三角圧子の内部とカウルプレートの外部に配置される吸引装置との間において、気体が漏れないようにするためには複雑な構造が必要となってしまう可能性があった。
一方で、本実施形態では、三角圧子13に第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eを形成しているだけなので、比較的構造を簡素化することができる。
In addition, as a method for discharging the gas contained in the part of the fiber base material that comes into contact with the triangular indenter, the triangular indenter is made hollow, and a ventilation sheet that only allows gas to pass through and blocks the resin is wrapped around the hollow triangular indenter. A method of discharging the gas by causing the gas to flow into a hollow triangular indenter and sucking the gas inside the triangular indenter is also considered. However, with this method, it is difficult to suck the gas inside the hollow triangular indenter to the outside of the bag film or cowl plate, and the structure may become complicated. In particular, when covering a fiber base material with a cowl plate, a complicated structure is required to prevent gas from leaking between the inside of the triangular indenter and the suction device placed outside of the cowl plate. There was a possibility that it would become.
On the other hand, in this embodiment, only the first through hole 13d and the second through hole 13e are formed in the triangular indenter 13, so the structure can be relatively simplified.
本実施形態では、繊維基材2と三角圧子13のウェブ部対向面13bとの間には、樹脂を遮るとともに気体を通過させる入口側通気シート16が設けられている。これにより、繊維基材2から三角圧子13に向かう樹脂が入口側通気シート16によって遮られる。したがって、ウェブ部対向面13b側から第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eへ樹脂を進入し難くすることができる。よって、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eが樹脂によって閉塞する事態を発生し難くすることができる。 In this embodiment, an inlet side ventilation sheet 16 is provided between the fiber base material 2 and the web portion facing surface 13b of the triangular indenter 13 to block resin and allow gas to pass through. As a result, the resin flowing from the fiber base material 2 toward the triangular indenter 13 is blocked by the inlet side ventilation sheet 16. Therefore, it is possible to make it difficult for the resin to enter the first through hole 13d and the second through hole 13e from the web portion facing surface 13b side. Therefore, it is possible to prevent the first through hole 13d and the second through hole 13e from being blocked by the resin.
また、入口側通気シート16は気体を通過させる。これにより、入口側通気シート16は第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eを介した気体の排出を妨げない。したがって、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eを介して三角圧子13と繊維基材2との間の気体や三角圧子13と接触する部分の繊維基材2が含む気体を好適に排出することができる。 Further, the inlet side ventilation sheet 16 allows gas to pass through. Thereby, the inlet side ventilation sheet 16 does not prevent gas from being discharged through the first through hole 13d and the second through hole 13e. Therefore, the gas between the triangular indenter 13 and the fiber base material 2 and the gas contained in the portion of the fiber base material 2 that contacts the triangular indenter 13 are preferably discharged through the first through hole 13d and the second through hole 13e. be able to.
本実施形態では、カウルプレート12と三角圧子13のカウルプレート対向面13cとの間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる出口側通気シート18が設けられている。これにより、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eを通過した気体がカウルプレート12と三角圧子13との間を流通する。カウルプレート12と三角圧子13との間を流通した気体は排出部15へ導かれる。このように、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eと排出部15とを直接接続しなくとも第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eを通過した気体を排出部15へ導くことができる。したがって、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eと排出部15とを直接接続する構造を設ける場合と比較して、構造を簡素化することができる。 In this embodiment, an outlet side ventilation sheet 18 is provided between the cowl plate 12 and the cowl plate facing surface 13c of the triangular indenter 13 to block resin and allow gas to pass through. As a result, the gas that has passed through the first through hole 13d and the second through hole 13e flows between the cowl plate 12 and the triangular indenter 13. The gas flowing between the cowl plate 12 and the triangular indenter 13 is guided to the discharge section 15. In this way, the gas that has passed through the first through hole 13d and the second through hole 13e can be guided to the exhaust section 15 without directly connecting the first through hole 13d and the second through hole 13e to the exhaust section 15. . Therefore, the structure can be simplified compared to the case where a structure is provided in which the first through hole 13d and the second through hole 13e are directly connected to the discharge part 15.
また、樹脂が出口側通気シート18によって遮られるので、カウルプレート対向面13c側から第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eへ樹脂を進入し難くすることができる。よって、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eが樹脂によって閉塞する事態を発生し難くすることができる。 Further, since the resin is blocked by the outlet side ventilation sheet 18, it is possible to make it difficult for the resin to enter the first through hole 13d and the second through hole 13e from the cowl plate facing surface 13c side. Therefore, it is possible to prevent the first through hole 13d and the second through hole 13e from being blocked by the resin.
本実施形態では、三角圧子13が中実とされている。これにより、三角圧子13を中空とする場合と比較して、三角圧子13の強度及び剛性を向上させることができる。したがって、三角圧子13を大型化することができる。よって、大型の複合材構造体1を製造することができる。
また、本実施形態では、三角圧子13が中実とされているので、三角圧子13を中空とする場合と比較して、容易に三角圧子13を製造することができる。
In this embodiment, the triangular indenter 13 is solid. Thereby, the strength and rigidity of the triangular indenter 13 can be improved compared to the case where the triangular indenter 13 is hollow. Therefore, the size of the triangular indenter 13 can be increased. Therefore, a large composite material structure 1 can be manufactured.
Furthermore, in this embodiment, since the triangular indenter 13 is solid, the triangular indenter 13 can be manufactured more easily than in the case where the triangular indenter 13 is hollow.
また、本実施形態では、三角圧子13に2種類の貫通孔(第1貫通孔13d及び第2貫通孔13e)が形成されている。これにより、どちらか1種類の貫通孔が閉塞した場合であっても、閉塞していない方の貫通孔で気体を排出部15へ導くことができる。したがって、好適に気体を排出することができる。 Further, in this embodiment, two types of through holes (a first through hole 13d and a second through hole 13e) are formed in the triangular indenter 13. Thereby, even if one of the through holes is blocked, gas can be guided to the discharge portion 15 through the through hole that is not blocked. Therefore, gas can be suitably discharged.
〔変形例1〕
次に、本実施形態の変形例について、図2を用いて説明する。
本変形例では、三角圧子13のカウルプレート対向面13cに凹部を形成し、凹部内にシール部材30を設けた点で上記第1実施形態と異なっている。その他の点は上記第1実施形態と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Modification 1]
Next, a modification of this embodiment will be described using FIG. 2.
This modification differs from the first embodiment in that a recess is formed in the cowl plate facing surface 13c of the triangular indenter 13, and a seal member 30 is provided within the recess. Since other points are the same as those of the first embodiment, the same components are given the same reference numerals and detailed explanation thereof will be omitted.
図2に示すように、本変形例に係るカウルプレート対向面13cには、表面から凹む凹部が形成されている。凹部は、第1貫通孔13dの上方及び第2貫通孔13eの下方に設けられている。各凹部内にはカウルプレート対向面13cとカウルプレート12とが接触することで加圧され断線変形するシール部材30が設けられている。出口側通気シート18及び出口側離型シート19は、2つの凹部の間に設けられている。 As shown in FIG. 2, the cowl plate facing surface 13c according to this modification has a recessed portion recessed from the surface. The recess is provided above the first through hole 13d and below the second through hole 13e. A sealing member 30 is provided in each recessed portion and is pressurized and deformed by breaking when the cowl plate facing surface 13c and the cowl plate 12 come into contact with each other. The outlet side ventilation sheet 18 and the outlet side release sheet 19 are provided between the two recesses.
本変形例によれば、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eの出口側の空間に向かう樹脂がシール部材30によって遮られる。これにより、カウルプレート対向面13c側から第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eへ樹脂を進入し難くすることができる。よって、第1貫通孔13d及び第2貫通孔13eが樹脂によって閉塞する事態を発生し難くすることができる。 According to this modification, the seal member 30 blocks the resin from flowing toward the space on the exit side of the first through hole 13d and the second through hole 13e. This makes it difficult for the resin to enter the first through hole 13d and the second through hole 13e from the cowl plate facing surface 13c side. Therefore, it is possible to prevent the first through hole 13d and the second through hole 13e from being blocked by the resin.
〔変形例2〕
次に、本実施形態の変形例について、図3を用いて説明する。
本変形例では、排出部15を複数設けた点で上記第1実施形態と異なっている。その他の点は上記第1実施形態と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Modification 2]
Next, a modification of this embodiment will be described using FIG. 3.
This modification differs from the first embodiment in that a plurality of discharge sections 15 are provided. Since other points are the same as those of the first embodiment, the same components are given the same reference numerals and detailed explanation thereof will be omitted.
図3に示すように、本変形例では、カウルプレート12の第3プレート部12cにも排出部15が設けられている。また、カウルプレート通気シート20が、第2プレート部12bの内周面に設けられるカウルプレート通気シート20aと、第3プレート部12cの内周面に設けられるカウルプレート通気シート20bとに分かれている。また、各通気シートの端部にはシールテープ20cが設けられている。 As shown in FIG. 3, in this modification, the third plate portion 12c of the cowl plate 12 is also provided with a discharge portion 15. Further, the cowl plate ventilation sheet 20 is divided into a cowl plate ventilation sheet 20a provided on the inner peripheral surface of the second plate portion 12b, and a cowl plate ventilation sheet 20b provided on the inner peripheral surface of the third plate portion 12c. . Furthermore, a sealing tape 20c is provided at the end of each ventilation sheet.
本変形例によれば、カウルプレート通気シートが、カウルプレート通気シート20aとカウルプレート通気シート20bとに分割されているので、1つのカウルプレート通気シートの長さが短くなっている。これにより、よりカウルプレート通気シートをカウルプレート12に密着させることができる。よって、カウルプレート通気シートとカウルプレート12との間に樹脂が入り難くすることができる。 According to this modification, the cowl plate ventilation sheet is divided into the cowl plate ventilation sheet 20a and the cowl plate ventilation sheet 20b, so the length of one cowl plate ventilation sheet is shortened. Thereby, the cowl plate ventilation sheet can be brought into closer contact with the cowl plate 12. Therefore, it is possible to make it difficult for resin to enter between the cowl plate ventilation sheet and the cowl plate 12.
〔第2実施形態〕
次に、本開示の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態では、複合材構造体(繊維基材)の形状が上記第1実施形態と異なっている。また、繊維基材の形状の変更に伴って、型、治具及びカウルプレートの形状が異なっている点で上記第1実施形態と異なっている。上記第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described using FIG. 4.
In this embodiment, the shape of the composite material structure (fiber base material) is different from the first embodiment. Further, this embodiment differs from the first embodiment in that the shapes of the mold, jig, and cowl plate are different due to the change in the shape of the fiber base material. The same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
図4に示すように、本実施形態に係る製造装置40は、断面の形状が略T字形状の複合材構造体41を製造する。樹脂が含浸される前の繊維基材42も略T字形状を為している。 As shown in FIG. 4, the manufacturing apparatus 40 according to this embodiment manufactures a composite material structure 41 having a substantially T-shaped cross section. The fiber base material 42 before being impregnated with resin also has a substantially T-shape.
型51は、平板状の部材である。型51の上面には繊維基材42が載置される。型51の下面には、繊維基材42へ樹脂を供給する供給部14が複数設けられている。 The mold 51 is a flat member. A fiber base material 42 is placed on the upper surface of the mold 51. A plurality of supply units 14 that supply resin to the fiber base material 42 are provided on the lower surface of the mold 51 .
また、繊維基材42に対応するように圧子(治具)53が設けられる。圧子53は型51の上面に載置された状態の繊維基材42を上方から覆っている。圧子53には、繊維基材42と対向する面からカウルプレート52と対向する面とを繋ぐ貫通孔53aが形成されている。繊維基材42と圧子53との間には入口側通気シート56が設けられている。 Further, an indenter (jig) 53 is provided so as to correspond to the fiber base material 42 . The indenter 53 covers the fiber base material 42 placed on the upper surface of the mold 51 from above. A through hole 53a is formed in the indenter 53 to connect the surface facing the fiber base material 42 to the surface facing the cowl plate 52. An inlet side ventilation sheet 56 is provided between the fiber base material 42 and the indenter 53.
また、圧子53を上方から覆うようにカウルプレート52が設けられている。カウルプレート52は内部に空間が形成されていて、この空間に圧子53及び繊維基材42が設けられている。また、カウルプレート52の内周面には、カウルプレート通気シート60が設けられている。カウルプレート52と圧子53との間には、貫通孔53aの出口側の開口を覆う出口側通気シート58が設けられている。また、出口側通気シート58とカウルプレート通気シート60との間には、出口側離型シート59が設けられている。カウルプレート52の頂点には排出部15が設けられている。 Further, a cowl plate 52 is provided to cover the indenter 53 from above. The cowl plate 52 has a space formed therein, and the indenter 53 and the fiber base material 42 are provided in this space. Further, a cowl plate ventilation sheet 60 is provided on the inner peripheral surface of the cowl plate 52. An exit side ventilation sheet 58 is provided between the cowl plate 52 and the indenter 53 to cover the exit side opening of the through hole 53a. Further, an outlet side release sheet 59 is provided between the outlet side ventilation sheet 58 and the cowl plate ventilation sheet 60. A discharge portion 15 is provided at the apex of the cowl plate 52.
本実施形態においても、繊維基材42内に含まれる気体が貫通孔53aを通過して排出部15から排出される。したがって、上記第1実施形態と同様の効果を奏する。 Also in this embodiment, the gas contained in the fiber base material 42 passes through the through hole 53a and is discharged from the discharge section 15. Therefore, the same effects as the first embodiment described above are achieved.
〔第3実施形態〕
以下、本開示の第3実施形態について、図5を用いて説明する。本実施形態では、カウルプレート52の代わりにバッグフィルム71を設けた点で上記第2実施形態と異なっている。その他の点は上記第2実施形態と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図5に示すように、本実施形態に係る製造装置70は、型51と供給部14との間には樹脂通過フィルム72が設けられている。
また、本実施形態に係る製造装置70は、出口側離型フィルムが設けられていない。
バッグフィルム71は、上方から繊維基材42、圧子53及び型51を覆っている。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present disclosure will be described below using FIG. 5. This embodiment differs from the second embodiment in that a bag film 71 is provided instead of the cowl plate 52. Other points are similar to the second embodiment, so the same components are given the same reference numerals and detailed explanation thereof will be omitted.
As shown in FIG. 5, in the manufacturing apparatus 70 according to this embodiment, a resin passing film 72 is provided between the mold 51 and the supply section 14.
Further, the manufacturing apparatus 70 according to this embodiment is not provided with an outlet side release film.
The bag film 71 covers the fiber base material 42, the indenter 53, and the mold 51 from above.
本実施形態においても、上記第1実施形態及び第2実施形態と同様の効果を奏する。 This embodiment also provides the same effects as the first and second embodiments.
なお、本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、長手方向に直交する面で切断した際の断面形状がハット形状の複合材構造体1やT形状の複合材構造体41を製造する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、長手方向に直交する面で切断した際の断面形状がC形状やL形状やZ形状の成形品を製造する場合に、本開示に係る製造装置及び製造方法を用いてもよい。
Note that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the gist thereof.
For example, in each of the above embodiments, a case has been described in which a composite material structure 1 having a hat-shaped cross-sectional shape and a T-shaped composite material structure 41 when cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction are manufactured, but the present disclosure is not limited to this. For example, when manufacturing a molded product having a C-shaped, L-shaped, or Z-shaped cross-sectional shape when cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction, the manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present disclosure may be used.
また、上記第1実施形態では、繊維基材2をカウルプレート12で覆う例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、繊維基材2をバッグフィルムで覆ってもよい。 Further, in the first embodiment, an example in which the fiber base material 2 is covered with the cowl plate 12 has been described, but the present disclosure is not limited thereto. For example, the fiber base material 2 may be covered with a bag film.
以上説明した実施形態に記載の複合材構造体の製造装置及び複合材構造体の製造方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の第1態様に係る複合材構造体の製造装置は、所定の形状に賦形された繊維基材(2)に対して樹脂を含浸させることで複合材構造体(1)を製造する複合材構造体の製造装置(10)であって、内部に空間が形成され、該空間に設けられた前記繊維基材を覆う被覆部(12)と、前記繊維基材に対して樹脂を供給する供給部(14)と、前記被覆部に形成された排出孔(15c)を介して前記空間から気体を排出する排出部(15)と、前記空間であって前記被覆部と前記繊維基材との間に設けられ、前記排出部から気体が排出されることで前記繊維基材を加圧する治具(13)と、を備え、前記治具は、前記繊維基材と対向する繊維基材対向面(13b)と、前記被覆部と対向する被覆部対向面(13c)とを有し、前記繊維基材対向面と前記被覆部対向面とを繋ぐ貫通孔(13d,13e)が形成されている。
The composite material structure manufacturing apparatus and the composite material structure manufacturing method described in the embodiments described above can be understood, for example, as follows.
A composite material structure manufacturing apparatus according to a first aspect of the present disclosure manufactures a composite material structure (1) by impregnating a fiber base material (2) shaped into a predetermined shape with a resin. A manufacturing apparatus (10) for a composite material structure, which includes a space formed inside, a covering part (12) provided in the space that covers the fiber base material, and a resin supplied to the fiber base material. a supply section (14) that discharges gas from the space through a discharge hole (15c) formed in the covering section, and a discharge section (15) that discharges gas from the space through a discharge hole (15c) formed in the covering section; and a jig (13) provided between the fiber base material and the fiber base material that pressurizes the fiber base material by discharging gas from the discharge part, the jig is provided between the fiber base material and the fiber base material facing the fiber base material. A through hole (13d, 13e) is formed which has a facing surface (13b) and a covering part facing surface (13c) that faces the covering part, and connects the fiber base material facing surface and the covering part facing surface. ing.
上記構成では、治具に繊維基材対向面と被覆部対向面とを繋ぐ貫通孔が形成されている。これにより、排出部から気体を排出する際に、治具と繊維基材との間の気体や治具と接触する繊維基材の部分が含む気体が貫通孔を介して排出部まで流通し排出部から排出することができる。これにより、繊維基材(特に、治具と対向する部分)に好適に樹脂を含浸させることができる。したがって、製造される複合材構造体の品質を向上させることができる。
また、治具に貫通孔を形成しているだけなので、比較的構造を簡素化することができる。
In the above configuration, a through hole is formed in the jig to connect the fiber base material facing surface and the covering portion facing surface. As a result, when gas is discharged from the discharge part, the gas between the jig and the fiber base material and the gas contained in the part of the fiber base material that comes into contact with the jig flows through the through hole to the discharge part and is discharged. can be discharged from the Thereby, the fiber base material (particularly the portion facing the jig) can be suitably impregnated with the resin. Therefore, the quality of the manufactured composite material structure can be improved.
Furthermore, since only the through holes are formed in the jig, the structure can be relatively simplified.
また、本開示に係る複合材構造体の製造装置は、上記第1態様において、前記繊維基材と前記治具の前記繊維基材対向面との間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる通気部(16)が設けられている。 Furthermore, in the first aspect of the apparatus for manufacturing a composite material structure according to the present disclosure, ventilation is provided between the fiber base material and the surface of the jig facing the fiber base material to block resin and allow gas to pass through. A section (16) is provided.
上記構成では、繊維基材と治具の基材対向面との間には、樹脂を遮るとともに気体を通過させる通気部が設けられている。これにより、繊維基材から治具に向かう樹脂が通気部によって遮られる。したがって、繊維基材対向面側から貫通孔へ樹脂を進入し難くすることができる。よって、貫通孔が樹脂によって閉塞する事態を発生し難くすることができる。
また、通気部は気体を通過させる。これにより、通気部は貫通孔を介した気体の排出を妨げない。したがって、貫通孔を介して治具と繊維基材との間の気体や治具と接触する部分の繊維基材が含む気体を好適に排出することができる。
In the above configuration, a ventilation section is provided between the fiber base material and the surface of the jig that faces the base material, which blocks the resin and allows gas to pass through. Thereby, the resin flowing from the fiber base material toward the jig is blocked by the ventilation section. Therefore, it is possible to make it difficult for the resin to enter the through hole from the side facing the fiber base material. Therefore, it is possible to prevent the through hole from being blocked by the resin.
Additionally, the ventilation section allows gas to pass through. Thereby, the ventilation portion does not hinder the discharge of gas through the through hole. Therefore, the gas between the jig and the fiber base material and the gas contained in the portion of the fiber base material in contact with the jig can be suitably discharged through the through-hole.
また、本開示に係る複合材構造体の製造装置は、上記第1態様または第2態様において、前記被覆部と前記治具の前記被覆部対向面との間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる通気部(18)が設けられている。 Further, in the first aspect or the second aspect, the apparatus for manufacturing a composite material structure according to the present disclosure is arranged such that resin is blocked and gas is passed between the coating portion and the surface of the jig that faces the coating portion. A ventilation section (18) is provided to allow the air to flow.
上記構成では、被覆部と治具の被覆部対向面との間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる通気部が設けられている。これにより、貫通孔を通過した気体が被覆部と治具との間を流通する。被覆部と治具との間を流通した気体は排出部へ導かれる。このように、貫通孔と排出部とを直接接続しなくとも貫通孔を通過した気体を排出部へ導くことができる。したがって、貫通孔と排出部とを直接接続する構造を設ける場合と比較して、構造を簡素化することができる。
また、樹脂が通気部によって遮られるので、被覆部対向面側から貫通孔へ樹脂を進入し難くすることができる。よって、貫通孔が樹脂によって閉塞する事態を発生し難くすることができる。
In the above configuration, a ventilation portion is provided between the covering portion and the surface of the jig that faces the covering portion, which blocks the resin and allows gas to pass through. Thereby, the gas that has passed through the through hole flows between the covering portion and the jig. The gas flowing between the covering part and the jig is guided to the discharge part. In this way, the gas that has passed through the through hole can be guided to the exhaust section without directly connecting the through hole and the exhaust section. Therefore, the structure can be simplified compared to the case where a structure is provided in which the through hole and the discharge part are directly connected.
Furthermore, since the resin is blocked by the ventilation portion, it is possible to make it difficult for the resin to enter the through hole from the side facing the covering portion. Therefore, it is possible to prevent the through hole from being blocked by the resin.
また、本開示に係る複合材構造体の製造装置は、上記第1態様から第3態様のいずれかにおいて、前記治具は中実とされている。 Furthermore, in the apparatus for manufacturing a composite material structure according to the present disclosure, in any one of the first to third aspects, the jig is solid.
上記構成では、治具が中実とされている。これにより、治具を中空とする場合と比較して、治具の強度及び剛性を向上させることができる。したがって、治具を大型化することができる。よって、大型の複合材構造体を製造することができる。
また、上記構成では、治具が中実とされているので、治具を中空とする場合と比較して、容易に治具を製造することができる。
In the above configuration, the jig is solid. Thereby, the strength and rigidity of the jig can be improved compared to the case where the jig is hollow. Therefore, the jig can be made larger. Therefore, a large composite material structure can be manufactured.
Further, in the above configuration, since the jig is solid, the jig can be manufactured more easily than when the jig is hollow.
本開示に係る複合材構造体の製造方法は、所定の形状に賦形された繊維基材(2)に対して樹脂を含浸させることで複合材構造体(1)を製造する複合材構造体の製造装置(10)を用いた複合材構造体の製造方法であって、前記製造装置は、内部に空間が形成され、該空間に設けられた前記繊維基材を覆う被覆部(12)と、前記繊維基材に対して樹脂を供給する供給部(14)と、前記被覆部に形成された排出孔(15c)を介して前記空間から気体を排出する排出部(15)と、前記空間であって前記被覆部と前記繊維基材との間に設けられ、前記排出部から気体が排出されることで前記繊維基材を加圧する治具(13)と、を備え、前記治具は、前記繊維基材と対向する繊維基材対向面(13b)と、前記被覆部と対向する被覆部対向面(13c)とを有し、前記繊維基材対向面と前記被覆部対向面とを繋ぐ貫通孔(13d,13e)が形成されていて、前記貫通孔を介して前記排出部から気体を排出する工程を備える。 A method for manufacturing a composite material structure according to the present disclosure includes a method for manufacturing a composite material structure (1) by impregnating a fiber base material (2) shaped into a predetermined shape with a resin. A method of manufacturing a composite material structure using a manufacturing apparatus (10), the manufacturing apparatus comprising: a space formed inside, and a covering part (12) provided in the space that covers the fiber base material; , a supply part (14) that supplies resin to the fiber base material; a discharge part (15) that discharges gas from the space through a discharge hole (15c) formed in the covering part; a jig (13) that is provided between the covering part and the fiber base material and pressurizes the fiber base material by discharging gas from the discharge part; , a fiber base material facing surface (13b) facing the fiber base material, and a covering part facing surface (13c) facing the covering part, the fiber base material facing surface and the covering part facing surface having a A connecting through-hole (13d, 13e) is formed, and a step is provided for discharging gas from the discharge section via the through-hole.
1 :複合材構造体
2 :繊維基材
2a :フランジ部
2b :ウェブ部
2c :キャップ部
10 :製造装置
11 :型
11a :第1部分
11b :第2部分
11c :第3部分
12 :カウルプレート(被覆部)
12a :第1プレート部
12b :第2プレート部
12c :第3プレート部
12d :段部
13 :三角圧子(治具)
13a :フランジ部対向面
13b :ウェブ部対向面(繊維基材対向面)
13c :カウルプレート対向面(被覆部対向面)
13d :第1貫通孔(貫通孔)
13e :第2貫通孔(貫通孔)
14 :供給部
15 :排出部
15a :排出管
15b :シール部
15c :排出孔
16 :入口側通気シート(通気部)
16a :シールテープ
17 :入口側離型シート
18 :出口側通気シート
18a :シールテープ
19 :出口側離型シート
20 :カウルプレート通気シート
20a :カウルプレート通気シート
20b :カウルプレート通気シート
20c :シールテープ
21 :カウルプレート離型シート
22 :シールテープ
30 :シール部材
40 :製造装置
41 :複合材構造体
42 :繊維基材
51 :型
52 :カウルプレート
53 :圧子
53a :貫通孔
56 :入口側通気シート
58 :出口側通気シート
59 :出口側離型シート
60 :カウルプレート通気シート
70 :製造装置
71 :バッグフィルム
72 :樹脂通過フィルム
1: Composite material structure 2: Fiber base material 2a: Flange portion 2b: Web portion 2c: Cap portion 10: Manufacturing device 11: Mold 11a: First portion 11b: Second portion 11c: Third portion 12: Cowl plate ( covering part)
12a: First plate portion 12b: Second plate portion 12c: Third plate portion 12d: Step portion 13: Triangular indenter (jig)
13a: Flange portion facing surface 13b: Web portion facing surface (fiber base material facing surface)
13c: Cowl plate opposing surface (coated portion opposing surface)
13d: First through hole (through hole)
13e: Second through hole (through hole)
14: Supply section 15: Discharge section 15a: Discharge pipe 15b: Seal section 15c: Discharge hole 16: Inlet side ventilation sheet (ventilation section)
16a: Seal tape 17: Inlet side release sheet 18: Outlet side ventilation sheet 18a: Seal tape 19: Outlet side release sheet 20: Cowl plate ventilation sheet 20a: Cowl plate ventilation sheet 20b: Cowl plate ventilation sheet 20c: Seal tape 21: Cowl plate release sheet 22: Seal tape 30: Seal member 40: Manufacturing equipment 41: Composite material structure 42: Fiber base material 51: Mold 52: Cowl plate 53: Indenter 53a: Through hole 56: Inlet side ventilation sheet 58 : Outlet side ventilation sheet 59 : Outlet side release sheet 60 : Cowl plate ventilation sheet 70 : Manufacturing equipment 71 : Bag film 72 : Resin passing film
Claims (3)
内部に空間が形成され、該空間に設けられた前記繊維基材を覆う被覆部と、
前記繊維基材に対して樹脂を供給する供給部と、
前記被覆部に形成された排出孔を介して前記空間から気体を排出する排出部と、
前記空間であって前記被覆部と前記繊維基材との間に設けられ、前記排出部から気体が排出されることで前記繊維基材を加圧する治具と、を備え、
前記治具は、前記繊維基材と対向する繊維基材対向面と、前記被覆部と対向する被覆部対向面とを有し、前記繊維基材対向面と前記被覆部対向面とを繋ぐ貫通孔が形成されていて、
前記被覆部は、前記被覆部対向面と対向する対向部を有し、
前記排出部は、前記対向部に設けられていて、
前記繊維基材と前記治具の前記繊維基材対向面との間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる第1通気部が設けられていて、
前記被覆部と前記治具の前記被覆部対向面との間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる第2通気部が設けられている複合材構造体の製造装置。 A composite material structure manufacturing device that manufactures a composite material structure by impregnating a fiber base material shaped into a predetermined shape with a resin,
a covering portion having a space formed therein and covering the fiber base material provided in the space;
a supply unit that supplies resin to the fiber base material;
a discharge part that discharges gas from the space through a discharge hole formed in the covering part;
a jig that is provided in the space between the covering part and the fiber base material and pressurizes the fiber base material by discharging gas from the discharge part,
The jig has a fiber base material facing surface that faces the fiber base material, and a covering part facing surface that faces the covering part, and has a through hole that connects the fiber base material facing surface and the covering part facing surface. holes are formed,
The covering portion has a facing portion facing the covering portion facing surface,
The discharge section is provided in the opposing section,
A first ventilation section is provided between the fiber base material and the surface of the jig facing the fiber base material, which blocks resin and allows gas to pass through ,
A manufacturing apparatus for a composite material structure , wherein a second ventilation part is provided between the covering part and a surface of the jig facing the covering part, which blocks resin and allows gas to pass through.
前記製造装置は、
内部に空間が形成され、該空間に設けられた前記繊維基材を覆う被覆部と、
前記繊維基材に対して樹脂を供給する供給部と、
前記被覆部に形成された排出孔を介して前記空間から気体を排出する排出部と、
前記空間であって前記被覆部と前記繊維基材との間に設けられ、前記排出部から気体が排出されることで前記繊維基材を加圧する治具と、を備え、
前記治具は、前記繊維基材と対向する繊維基材対向面と、前記被覆部と対向する被覆部対向面とを有し、前記繊維基材対向面と前記被覆部対向面とを繋ぐ貫通孔が形成されていて、
前記被覆部は、前記被覆部対向面と対向する対向部を有し、
前記排出部は、前記対向部に設けられていて、
前記繊維基材と前記治具の前記繊維基材対向面との間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる第1通気部が設けられていて、
前記被覆部と前記治具の前記被覆部対向面との間に、樹脂を遮るとともに気体を通過させる第2通気部が設けられていて、
前記貫通孔を介して前記排出部から気体を排出する工程を備える複合材構造体の製造方法。 A method for manufacturing a composite structure using a composite structure manufacturing apparatus for manufacturing a composite structure by impregnating a fiber base material shaped into a predetermined shape with a resin, the method comprising:
The manufacturing device includes:
a covering portion having a space formed therein and covering the fiber base material provided in the space;
a supply unit that supplies resin to the fiber base material;
a discharge part that discharges gas from the space through a discharge hole formed in the covering part;
a jig that is provided in the space between the covering part and the fiber base material and pressurizes the fiber base material by discharging gas from the discharge part,
The jig has a fiber base material facing surface that faces the fiber base material, and a covering part facing surface that faces the covering part, and has a through hole that connects the fiber base material facing surface and the covering part facing surface. holes are formed,
The covering portion has a facing portion facing the covering portion facing surface,
The discharge section is provided in the opposing section,
A first ventilation section is provided between the fiber base material and the surface of the jig facing the fiber base material, which blocks resin and allows gas to pass through,
A second ventilation part is provided between the covering part and the surface of the jig facing the covering part, which blocks the resin and allows gas to pass through.
A method for manufacturing a composite material structure, comprising a step of discharging gas from the discharge section through the through hole.
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